大数据背景下城市环境污染治理对策研究

牛俊

（辽宁省医疗保障事务服务中心，辽宁 沈阳 110003）

随着城市化进度的加快和工业规模的不断扩大，环境保护问题日益凸显，特别是近年来化工产业频发的环境污染突发事故，给我们敲响了警钟，已经影响到经济和社会的可持续发展，倍受全社会高度重视。因此，城市环境的污染监控与治理就显得尤为重要。基于5G、大数据、云计算和物联网等新兴技术来预警监控城市环境污染，不仅可以提高环境污染治理的效率和质量，而且可以使环境治理手段更加现代化、科学化、智能化，甚至可以成为城市环境污染治理过程中的一个有效工具。城市环境污染治理是环境保护工作能否取得实效的关键环节，是我国持续、稳定、绿色发展的根本保障，是智慧城市建设的重要组成部分，关系到生态文明建设的有效推进[1]。

1.1 水环境污染排放现状

我国城市废水排放一直处于较高水平，生活污水和工业废水是废水的主要来源，全国废水排放量超700 亿吨/年，其中生活污水排放量近520 亿吨/年，工业废水排放量超过180 亿吨/年[2]。如果城市废水没有得到有效处置而排放到水环境中，既降低水体使用功能，又会诱发多种疾病，而且将加剧水资源的紧缺状况。

1.2 大气环境污染排放现状

我国城市大气环境每况愈下，雾霾、重度污染天气时常出现，给城市居民的生活带来诸多不便，成为公众健康的隐患，可诱发肺炎、肺癌等呼吸道疾病，是构成非传染性疾病的重要危险因素之一，每年因城市大气污染导致的死亡达65万人。大气环境的污染主要来自于工业废气和机动车尾气的排放，其中机动车尾气的排放占比为66%左右[3]。

1.3 噪音污染排放现状

根据生态环境部2020年度环境噪声监测报告，我国66%的城市居民忍受着噪音污染，长期在超标的声环境中工作和生活。在各类环境投诉问题中，噪声污染占比最高，而且呈现逐年增加的趋势。噪音污染不仅让人心烦意乱，更影响人们的睡眠质量，甚至可能诱发恶心、耳鸣、学习障碍、心脏病等亚健康问题，影响人们的正常生活。

1.4 固体废物污染排放现状

城市居民的生活习惯早已从“节俭型”向“挥霍型”转变，产生的生活垃圾越来越大，已成为城市生活的最大诟病。据国家统计局2020年统计数据，我国202个大中城市生活垃圾产生量高达2.35 亿吨，且以每年6%以上的速度增长，超过世界平均增长速度。除此之外，一般工业固体废物产生量达到了15.5 亿吨以上。

图1 近几年中国大中城市生活垃圾产生量

2.1 城市发展与环保基础设施建设的不平衡

城市的环保基础设施建设，如废水处理设施、废气处理设施、固体废弃物处理设施及公共绿地等，远远跟不上城市发展和环境保护的需求[4]。某些化工产业项目仓促上马，环保配套基础设施建设跟进不到位，一直存在着环境污染突发事故的隐患。

2.2 缺乏长远城市总体发展规划

由于缺乏长远城市总体发展规划，城市内功能区划混乱，各种功能区与工业区布局不合理，进而造成了本可避免的环境污染问题。需尽快完善长远的城市总体发展规划，依据市情，重新定位城市发展方向，增强城市的顶层设计，实现经济、社会和环境持续、绿色、协调发展[5]。

2.3 单位产值能源消耗严重，工艺生产水平低

部分化工企业存在工艺生产技术水平落后，提标改造不足，单位产值能耗过大等现象。废弃物的资源化和再利用化没有落实到位，使本可回收利用和循环使用的废弃物排入城市环境中，不仅浪费资源，而且污染环境。

环境保护涉及事中的环境监控和事后的末端治理，事前的环境预警系统更需不断完善。坚持“以人为本、预警为主、极速反应”的原则，建立健全基于5G 网络技术和大数据分析技术的环境预警系统，保障环境安全，避免环境污染突发事件，提升工业污染源监控预警水平和环境事故应急处置能力，特别是对化工产业项目存在的潜在风险因子更需加大监控预警力度，避免环境污染突发事故再次发生[6]。

3.1 水环境预警系统

建立以水环境自动监测站为主，手动采样分析为辅的水环境预警系统，全面掌握地表水和地下水环境变化情况，实时监控城市集中式饮用水源地水文和水质情况，保障饮用水源绝对安全。

3.2 大气环境预警系统

完善覆盖城市的大气环境自动监测网络，对PM2.5、雾霾、温室气体等环境影响因子，强化特征污染物监控力度，及时准确高效预警，建立健全大气环境预警技术系统。

3.3 噪声环境预警系统

建立自动监测与手动监测相结合的噪声环境预警系统，客观准确地反映城市各类功能区声环境质量水平以及各类噪声强度、影响范围和声级变化规律与趋势等。

3.4 生态环境预警系统

搭建遥感监测与地面监测相结合的生态环境预警系统。运用遥感、GIS、北斗定位系统对城市进行全方位的生态环境监测，同步开展城市土地利用遥感解译和生态环境评价常规工作，构建生态环境预警系统，科学客观地掌握城市生态环境质量动态变化规律与趋势。

图2 城市环境预警系统基础框架

3.5 污染源在线监测预警系统

强化污染源在线自动监测，通过物联网技术，实现污染源在线监测预警管理功能，实时掌握城市重点污染源排放的数据信息，及时准确发布排污企业排放的动态情况，对污染物排放异常的情况迅速判断，立即采取必要的处置手段。

3.6 环境污染事故应急预警系统

开发具有数据管理、数据挖掘、评价预警、决策支持等功能的环境污染事故应急监测预警系统，加强环境污染事故应急预警能力建设，强化环境监测应急预案管理工作。

3.7 环境预警综合系统

运用5G、大数据、云计算和物联网等新兴技术，以城市环境预警机构为依托，以环境数据共享为支撑，构建高效稳定的环境预警、监控、评价、管理平台系统，使环境管理部门及时、准确、全面掌握城市环境质量状况，为环保监测、环保管理、环保执法和环保决策提供科学依据。

4.1 统筹城市建设总体规划，加快落实基础设施建设

进一步完善城市建设总体规划，统筹好城市建设与环境保护工作，形成相辅相成、良性循环的管理闭环。政府可通过各种措施，如补贴、优惠贷款等给予大力支持，以PPP（Public Private Partnership，政府和社会资本合作）模式加快完善城市环保基础设施建设[7]。

4.2 推动产业生态化升级

深化工业化与信息化深度融合，推行清洁生产，开辟能耗低、污染少的新型工业化之路。调整产业结构，并引导现有企业搬迁至已规划好的化工园区、工业园区、产业园区内，便于“三废”集中处理。推进新业态快速发展，实现产业生态化升级[8]。

4.3 加强环境执法长效机制

环境保护相关部门应充分发挥各自岗位职能，加大环保执法力度，增加企业排污违法成本，健全环境污染责任长效机制。建立健全城乡联合执法制度，开展区域环境联合执法监管，集中整治违法企业，切实发挥各区域环境执法部门作用，加大对水环境、大气环境、土壤等环境保护监督检查工作，加强环境执法权威性和强制性。

4.4 强化公众环保参与机制

提升市民环保意识，引导市民参与监督执法、整改验收、环保实践等活动，健全公众环保参与机制。聘请排污企业附近居民担任环保监督人员，协调环保协会、环保专家等社会各界组织和人士对环保的日常工作开展监督和监察。发挥流媒体监督作用，利用广播、电视、报纸、微信、微博、视频App（抖音、快手、西瓜等）对公众关注的环境问题实施有效的舆论引导，并实时跟进环境问题解决的进度[9]。

4.5 健全环境预警应急综合管理法律保障

推进环境预警应急综合管理法制化建设，健全相关法律法规体系，科学设计环境预警应急规划，完善环境污染突发事件预警应急预案，推行事前环境预警应急管理工作程序，将环保理念向预防、处置和善后全过程环境管理模式转变。

4.6 深化大数据技术在城市环境污染治理中的应用

（1）建立健全城市环境大数据预警网络系统。城市环境预警大数据是科学的、高效的、准确的环境保护基础。只有真实的、准确的、具有代表性的城市环境预警监控数据，才能使大数据技术在城市环境保护中体现真正的应用价值。现有的城市环境大数据预警网络覆盖的范围和监控指标不能满足更高的环境质量评价和预警需求，环境管理部门必须更新、重构、应用城市环境大数据预警网络系统[10]。

（2）充分发挥区块链技术在城市环境污染治理中的优势。城市环境保护大数据应充分发挥区块链技术的优势，应用区块链技术去解决城市环境污染治理问题可以带来意想不到的诸多益处，不仅可以利用区块链防篡改、可追溯特性，深入挖掘城市环境大数据，找出环境污染潜在隐患，而且鉴于区块链中数据和规则的透明性，区块链技术应用到城市环境污染治理将打破以往的信任壁垒，减少公众质疑，改变以政府监管为主导的城市环境污染治理模式，形成多元化的城市环境污染治理新格局，不断提升城市环境保护大数据质量，合理提供城市环境管理科学决策，显著提高城市环境污染治理能力和环保监管水平[11]。

（3）构建城市环境保护大数据共享/处理平台。随着城市环境保护大数据多样化、实时化和共享化，对城市环境监控设备的数据存储功能提出了更新的要求。通过城市环境保护大数据分布式处理，能够构建一个丰富的城市环境保护大数据共享与处理的综合平台，不断提升城市环境保护大数据获取能力、大数据共享能力、大数据挖掘能力和大数据分析能力，为城市环境保护事务提供有效的数据共享、管理和服务功能，形成闭环管理，从而大大提升城市环境保护数据的应用效果[12]。

（4）提升大数据技术在城市环境保护中的应用价值。大数据时代的来临，不仅为城市环境保护数据的获取提供了基本保障，而且为城市环境保护数据的合理使用提供了科学保障，进而发挥大数据技术在城市环境污染治理中的作用。应用大数据技术进行城市环境污染治理，能够提升城市环境保护数据的利用率，并不断发掘出城市环境保护大数据中潜在的应用价值，为城市环境污染防治提供科学的数据支持和决策。

运用5G、大数据、云计算和物联网等新兴技术，对污染源及环境质量进行高效的监控和预警，不仅可以提高城市环境污染治理的效率和质量，而且大大提升环境保护的准确性，能够显著减少废水、废气和固体废物的排放，使环境管理工作达到监测科学、管理高效、执法公正的新高度。同时，城市环境污染治理要从城市功能区划出发，科学规划，推行清洁生产，改善环境质量，重塑和保护城市环境，加大城市环境基础设施建设，制定合理的环保措施，完善环境预警法制化建设，增强环保执法力度，强化舆论引导，提升公众环保参与意识，深化大数据技术在城市环境污染治理中的应用，推进经济、社会和环境持续、绿色、协调发展。